一種自動投切單相整流橋串聯(lián)電路的制作方法
【專利摘要】一種自動投切單相整流橋串聯(lián)電路，包括相連接的電磁線圈TA、整流電路、集成穩(wěn)壓電路以及供電電路，其特征在于：還包括一切換電路，所述整流電路包括串聯(lián)連接的低壓整流橋BG1和高壓整流橋BG2，所述低壓整流橋BG1和所述高壓整流橋BG2輸入端串聯(lián)、輸出端共地并聯(lián)，所述切換電路通過是否短路所述高壓整流橋BG2切換所述低壓整流橋BG1全波/所述低壓整流橋BG1和所述高壓整流橋BG2分別半波整流。采用本實用新型提供的自動投切單相整流橋串聯(lián)電路帶來的有益效果為：本實用新型通過恒壓比較器控制MOS開關(guān)Q導(dǎo)通，實現(xiàn)控制低壓整流橋全波整流，當(dāng)輸入電壓低于限壓閥值時可以最大限度的收集能量，減少能量損失，保證在高壓線路低負(fù)荷，甚至空載情況下傳感器供電。
【專利說明】一種自動投切單相整流橋串聯(lián)電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種限壓切換串聯(lián)整流橋電路，用于CT取電電路中二次回路整流，提供?ν/40μΑ?20V/50mA寬動態(tài)范圍供電，用于安裝在1kV?IlOkV高壓輸配電線路上的自供電傳感器供電。

【背景技術(shù)】
[0002]在電力高壓自供電傳感器中，CT感應(yīng)取電普遍使用，對電壓低于3V的弱電源能量利用采用倍壓整流方式，提高電壓幅值，以適應(yīng)穩(wěn)壓集成電路的輸入要求，弱電源能量損耗很大，常常達(dá)不到供電要求。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種自動投切單相整流橋串聯(lián)電路。
[0004]按照本實用新型提供的一種自動投切單相整流橋串聯(lián)電路采用的主要技術(shù)方案為:包括相連接的電磁線圈TA、整流電路、集成穩(wěn)壓電路以及供電電路，還包括一切換電路，所述整流電路包括串聯(lián)連接的低壓整流橋BGl和高壓整流橋BG2，所述低壓整流橋BGl和所述高壓整流橋BG2輸入端串聯(lián)、輸出端共地并聯(lián)，所述切換電路通過是否短路所述高壓整流橋BG2切換所述低壓整流橋BGl全波/所述低壓整流橋和所述高壓整流橋分別半波整流。
[0005]本實用新型提供的自動投切單相整流橋串聯(lián)電路還可具有如下附屬技術(shù)特征:
[0006]所述切換電路包括相連接恒壓比較器CP、MOS開關(guān)Q以及連接在所述恒壓比較器上的電阻R1-R4，所述Rl分別與所述低壓整流橋BGl輸出和集成穩(wěn)壓電路相連接，所述MOS開關(guān)Q的兩端連接在所述高壓整流橋BG2上，所述電磁線圈TA 二次輸出感應(yīng)電流向所述整流電路，所述恒壓比較器CP感應(yīng)交流電壓大小輸出所述MOS開關(guān)Q控制信號，所述MOS開關(guān)Q控制所述低壓整流橋BGl全波/半波整流，整流后的交流電壓經(jīng)所述集成穩(wěn)壓電路輸出至所述供電電路。
[0007]所述恒壓比較器CP輸出控制信號驅(qū)動所述MOS開關(guān)Q導(dǎo)通，所述高壓整流橋BG2短路，所述低壓整流橋BGl全波整流交流電壓信號，整流后的交流電壓經(jīng)所述集成穩(wěn)壓電路輸出至所述供電電路。
[0008]所述恒壓比較器CP輸出反轉(zhuǎn)控制信號驅(qū)動所述MOS開關(guān)Q斷開，所述低壓整流橋BG2和所述高壓整流橋BGl分別半波整流交流電壓信號，整流后的交流電壓經(jīng)所述集成穩(wěn)壓電路輸出至所述供電電路。
[0009]所述集成穩(wěn)壓電路包括相連接的濾波電容C1、C2，穩(wěn)壓管D1，二極管D2，升壓單元和降壓單元，經(jīng)所述整流電路整流后輸出的脈動直流經(jīng)過所述濾波電容Cl和C2濾波，進(jìn)入所述升壓單元或降壓單元輸出至供電電路，所述穩(wěn)壓管Dl限制所述恒壓比較器CP和所述升壓單元電壓。
[0010]所述低壓整流橋BGl全波整流時，輸出的脈動直流經(jīng)所述濾波電容Cl濾波后，進(jìn)入所述升壓單元。
[0011]所述低壓整流橋BGl和所述高壓整流橋BG2分別半波整流時，經(jīng)所述濾波電容Cl濾波后輸出至所述降壓單元，經(jīng)所述濾波電容C2濾波后輸出至所述升壓單元。
[0012]所述MOS 開關(guān) Q 為 KD2305 型 P-M0S 管。
[0013]所述低壓整流橋BGl和所述高壓整流橋BG2均由四個低導(dǎo)通電壓二極管搭建而成。
[0014]所述電磁線圈TA 二次輸出感應(yīng)電流范圍為I?20Vac。
[0015]采用本實用新型提供的自動投切單相整流橋串聯(lián)電路帶來的有益效果為:本實用新型通過恒壓比較器控制MOS開關(guān)Q導(dǎo)通，實現(xiàn)控制低壓整流橋全波整流，當(dāng)輸入電壓低于限壓閥值時可以最大限度的收集能量，減少能量損失，保證在高壓線路低負(fù)荷，甚至空載情況下傳感器供電；當(dāng)線路負(fù)荷較大時，需要對CT輸出能量進(jìn)行抑制，避免對后續(xù)電路形成沖擊，高壓和低壓整流橋串聯(lián)半波整流即分散了功率分布，又降低了功率沖擊，同時很好的自適應(yīng)了 CT供電超寬動態(tài)輸入范圍電源應(yīng)用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型的電路圖。

【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對本實用新型做進(jìn)一步的詳述:
[0018]如圖1所示，按照本實用新型提供的一種自動投切單相整流橋串聯(lián)電路的實施例,包括相連接的電磁線圈TA、整流電路1、集成穩(wěn)壓電路2以及供電電路3，還包括一切換電路4，所述整流電路I包括串聯(lián)連接的低壓整流橋BGl和高壓整流橋BG2，所述低壓整流橋BGl和所述高壓整流橋BG2輸入端串聯(lián)、輸出端共地并聯(lián)，所述切換電路4的兩端連接在所述高壓整流橋BG2上，所述切換電路4通過短路所述高壓整流橋BG2切換所述低壓整流橋BGl全波/半波整流，本實用新型通過切換電路4通過切換是否短路高壓整流橋BG2，實現(xiàn)低壓整流橋BGl全波或所述低壓整流橋BGl和所述高壓整流橋BG2分別半波整流，很好的自適應(yīng)了 CT供電超寬動態(tài)輸入范圍電源應(yīng)用，解決低負(fù)荷感應(yīng)供電能量拾取設(shè)計，并兼容高負(fù)荷感應(yīng)供電一體化設(shè)計。
[0019]參見圖1，按照本實用新型提供的自動投切單相整流橋串聯(lián)電路，所述切換電路4包括相連接恒壓比較器CP、MOS開關(guān)Q以及連接在所述恒壓比較器CP上的電阻R1-R4，所述Rl與所述集成穩(wěn)壓電路2相連接，所述MOS開關(guān)Q的兩端連接在所述高壓整流橋BG2輸入端上，所述電磁線圈TA 二次輸出感應(yīng)電流向所述整流電路I，所述恒壓比較器CP感應(yīng)交流電壓大小輸出所述MOS開關(guān)Q控制信號，所述MOS開關(guān)Q控制所述低壓整流橋BGl全波/半波整流，整流后的交流電壓經(jīng)所述集成穩(wěn)壓電路2輸出至所述供電電路3，所述電磁線圈TA 二次輸出感應(yīng)電流范圍為I?20Vac。
[0020]參見圖1，按照本實用新型提供的自動投切單相整流橋串聯(lián)電路，電磁線圈TA 二次輸出感應(yīng)電流向整流橋串聯(lián)電路輸入超寬動態(tài)范圍交流能量，自動投切單相整流橋串聯(lián)電路，將電磁線圈二次輸出范圍分成I?5.2Vac和5.2?20Vac兩個工作范圍，如圖1所示，保證低壓弱能量高效率收集和常規(guī)電源一體化設(shè)計。I?5.2Vac范圍，MOS開關(guān)Q導(dǎo)通短路高壓整流橋，高壓整流橋BG2不工作，低壓整流橋BGl全波整流，經(jīng)過集成穩(wěn)壓電路2輸出5Vdc電源給供電電路3，進(jìn)行能量收集；5.2?20Vac范圍，MOS開關(guān)Q關(guān)斷，低壓整流橋BGl和高壓整流橋BG2半波整流工作，經(jīng)過集成穩(wěn)壓電路，輸出5Vdc給供電電路充電，向負(fù)載提供工作電源。
[0021]參見圖1，按照本實用新型提供的自動投切單相整流橋串聯(lián)電路，所述恒壓比較器CP輸出控制信號驅(qū)動所述MOS開關(guān)Q導(dǎo)通，所述高壓整流橋BG2短路，所述低壓整流橋BGl全波整流交流電壓信號，整流后的交流電壓經(jīng)所述集成穩(wěn)壓電路2輸出至所述供電電路3，所述恒壓比較器CP輸出反轉(zhuǎn)控制信號驅(qū)動所述MOS開關(guān)Q斷開，所述低壓整流橋BG2和所述高壓整流橋BGl分別半波整流交流電壓信號，整流后的交流電壓經(jīng)所述集成穩(wěn)壓電路2輸出至所述供電電路3，所述集成穩(wěn)壓電路2包括相連接的濾波電容Cl、C2，穩(wěn)壓管D1，二極管D2，升壓單元21和降壓單元22，經(jīng)所述整流電路I整流后輸出的脈動直流經(jīng)過所述濾波電容Cl和C2濾波，進(jìn)入所述升壓單元21或降壓單元22輸出至供電電路3，所述穩(wěn)壓管Dl限制所述恒壓比較器CP和所述升壓單元21電壓。
[0022]參見圖1，按照本實用新型提供的自動投切單相整流橋串聯(lián)電路，所述低壓整流橋BGl全波整流時，輸出的脈動直流經(jīng)所述濾波電容Cl濾波后，進(jìn)入所述升壓單元21，所述低壓整流橋BGl和所述高壓整流橋BG2分別半波整流時，經(jīng)所述濾波電容Cl濾波后輸出至所述降壓單元22，經(jīng)所述濾波電容C2濾波后輸出至所述升壓單元21。
[0023]其工作原理為:
[0024]低壓整流橋BGl和高壓整流橋BG2交流輸入端串聯(lián)，恒壓比較器CP和MOS開關(guān)Q自動投切高壓整流橋BG2投入工作與否，共同組成自動投切單相整流橋串聯(lián)電路，這是電路設(shè)計的核心。
[0025]超低功耗比較器CP選用TS881，上電時由3.3V電池供電，當(dāng)電源輸出電壓Vout建立后，由電源供電；提供I個4.6Vdc反轉(zhuǎn)的MOS開關(guān)Q控制信號。MOS開關(guān)選用KD2305型P-MOS管，低壓整流橋BGl和高壓整流橋BG2由8個1SS420低導(dǎo)通電壓二極管搭建，整流壓降〈0.8V ;當(dāng)交流電壓低于5.2Vac時，MOS開關(guān)Q導(dǎo)通，高壓整流橋BG2不工作，低壓整流橋BGl全波整流工作，輸出的脈動直流經(jīng)過電容器Cl濾波，進(jìn)入升壓單元ADP5090輸出5Vdc電源，給超級電容器C3充電，并向負(fù)載供電；當(dāng)交流電壓高于5.2Vac時，比較器CP翻轉(zhuǎn)，MOS開關(guān)Q截止，由于2個整流橋輸出共地，低壓整流橋BGl限幅負(fù)半波整流、高壓整流橋BG2正半波整流工作，輸出的脈動直流經(jīng)過電容器Cl、C2濾波，分別進(jìn)入升壓單元ADP5090和降壓單元LTC1625輸出5Vdc電源，給超級電容器C3充電，并向負(fù)載供電。
[0026]穩(wěn)壓管Dl用來限制進(jìn)入比較器和升壓單元的電壓；二極管D2提供比較器CP外供電源路徑，隔離并限制電池Vbat放電范圍；電磁線圈TA采用開口鐵芯設(shè)計，降低大電流時鐵心飽和程度，并大幅度降低感應(yīng)能量密度，變比為1:6000，感應(yīng)電流范圍I?2000A，線圈二次輸出范圍 40 μ A/0.8Vp ?50mA/20Vp。
【權(quán)利要求】
1.一種自動投切單相整流橋串聯(lián)電路，包括相連接的電磁線圈TA、整流電路、集成穩(wěn)壓電路以及供電電路，其特征在于:還包括一切換電路，所述整流電路包括串聯(lián)連接的低壓整流橋BGl和高壓整流橋BG2，所述低壓整流橋BGl和所述高壓整流橋BG2輸入端串聯(lián)、輸出端共地并聯(lián)，所述切換電路通過是否短路所述高壓整流橋BG2切換所述低壓整流橋BGl全波/所述低壓整流橋BGl和所述高壓整流橋BG2分別半波整流。
2.如權(quán)利要求1所述的自動投切單相整流橋串聯(lián)電路，其特征在于:所述切換電路包括相連接恒壓比較器CP、MOS開關(guān)Q以及連接在所述恒壓比較器上的電阻R1-R4，所述Rl分別與所述低壓整流橋BGl輸出和所述集成穩(wěn)壓電路相連接，所述MOS開關(guān)Q的兩端連接在所述高壓整流橋BG2輸入上，所述電磁線圈TA 二次輸出感應(yīng)電流向所述整流電路，所述恒壓比較器CP感應(yīng)交流電壓大小輸出所述MOS開關(guān)Q控制信號，所述MOS開關(guān)Q控制所述低壓整流橋BGl全波/半波整流，整流后的交流電壓經(jīng)所述集成穩(wěn)壓電路輸出至所述供電電路。
3.如權(quán)利要求2所述的自動投切單相整流橋串聯(lián)電路，其特征在于:所述恒壓比較器CP輸出控制信號驅(qū)動所述MOS開關(guān)Q導(dǎo)通，所述高壓整流橋BG2短路，所述低壓整流橋BGl全波整流交流電壓信號，整流后的交流電壓經(jīng)所述集成穩(wěn)壓電路輸出至所述供電電路。
4.如權(quán)利要求2所述的自動投切單相整流橋串聯(lián)電路，其特征在于:所述恒壓比較器CP輸出反轉(zhuǎn)控制信號驅(qū)動所述MOS開關(guān)Q斷開，所述低壓整流橋BG2和所述高壓整流橋BGl分別半波整流交流電壓信號，整流后的交流電壓經(jīng)所述集成穩(wěn)壓電路輸出至所述供電電路。
5.如權(quán)利要求2所述的自動投切單相整流橋串聯(lián)電路，其特征在于:所述集成穩(wěn)壓電路包括相連接的濾波電容C1、C2，穩(wěn)壓管D1，二極管D2，升壓單元和降壓單元，經(jīng)所述整流電路整流后輸出的脈動直流經(jīng)過所述濾波電容Cl和C2濾波，進(jìn)入所述升壓單元或降壓單元輸出至供電電路，所述穩(wěn)壓管Dl限制所述恒壓比較器CP和所述升壓單元電壓。
6.如權(quán)利要求5所述的自動投切單相整流橋串聯(lián)電路，其特征在于:所述低壓整流橋BGl全波整流時，輸出的脈動直流經(jīng)所述濾波電容Cl濾波后，進(jìn)入所述升壓單元。
7.如權(quán)利要求5所述的自動投切單相整流橋串聯(lián)電路，其特征在于:所述低壓整流橋BGl和所述高壓整流橋BG2分別半波整流時，經(jīng)所述濾波電容Cl濾波后輸出至所述降壓單元，經(jīng)所述濾波電容C2濾波后輸出至所述升壓單元。
8.如權(quán)利要求2或3或4所述的自動投切單相整流橋串聯(lián)電路，其特征在于:所述MOS開關(guān)Q為KD2305型P-MOS管。
9.如權(quán)利要求5所述的自動投切單相整流橋串聯(lián)電路，其特征在于:所述低壓整流橋BGl和所述高壓整流橋BG2均由四個低導(dǎo)通電壓二極管搭建而成。
【文檔編號】H02M7/217GK203984264SQ201420279212
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年5月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月28日
【發(fā)明者】何劍平, 易幟, 朱育永, 王方磊 申請人:北京科銳云涌科技有限公司